EP2072253A2 - Verfahren zur Regelung einer Bahnspannung und/oder eines Registers - Google Patents

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EP2072253A2
EP2072253A2 EP08018291A EP08018291A EP2072253A2 EP 2072253 A2 EP2072253 A2 EP 2072253A2 EP 08018291 A EP08018291 A EP 08018291A EP 08018291 A EP08018291 A EP 08018291A EP 2072253 A2 EP2072253 A2 EP 2072253A2
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EP
European Patent Office
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web
moisture
printing
processing machine
control
Prior art date
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Withdrawn
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EP08018291A
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English (en)
French (fr)
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Stephan Schultze
Holger Schnabel
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Publication of EP2072253A3 publication Critical patent/EP2072253A3/de
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Definitions

  • the present invention relates to a method for controlling a web tension and / or a register, a corresponding computer program and a corresponding computer program product.
  • the invention is not limited thereto, but rather directed to all types of machine tools in which a web is processed.
  • the invention can be used in particular in printing presses such as newspaper printing presses, commercial printing presses, gravure printing machines, packaging printing machines or security printing presses, as well as in processing machines such as bag making machines, enveloping machines or packaging machines.
  • the web can be made of paper, cloth, cardboard, plastic, metal, rubber, in foil form, etc.
  • a web along driven axes such as Bahntransportachsen
  • Pull rolls or feed rolls and non-driven axes such as e.g. Deflection, guide, drying or cooling rollers moved.
  • the web is simultaneously processed by means of usually likewise driven machining axes, for example printed, punched, cut, folded, etc.
  • the processing of the web often results in a change of physical properties of the web, which usually results in the change of the time constants of the control ,
  • the web is printed in printing units and dried in subsequent drying plants.
  • the web is usually supplied in the printing units by means of the applied color also water or liquid or moisture in general, whereby a change in the expansion behavior of the web is brought about, ie the elongation behavior is typically "softer".
  • this change is completely or partially reversed by the drying taking place, ie the expansion behavior typically becomes “harder”.
  • the drying plants again cooling plants, for example. Cooling rollers to cool the heated web.
  • a web tension and / or a register of a processing machine for processing a web is regulated.
  • the web is processed in at least one processing device.
  • the modulus of elasticity of the material of the web is changed by a moisture entry into the material of the web and / or a moisture discharge from the material of the web, in particular in the at least one processing device.
  • a variable associated with the introduction of moisture into the material of the web and / or the moisture discharge from the material of the web is taken into account in the regulation.
  • the invention is particularly suitable for a shaftless printing press.
  • a register control variable is, for example, a color register or longitudinal register.
  • the assigned size In particular, it may be determined or previously known from machine data. This may in particular be a heating power or temperature of a drying plant, a cooling capacity or temperature of a cooling plant, a drying time or throughput time of the web through the drying or cooling plant or generally by areas of the processing machine.
  • a drying or cooling of the web also takes place outside of drying or cooling plants and preferably this moisture is also taken into account.
  • the controller structure, the controller settings and pilot control values can be adapted or adapted to the influencing variables moisture input and moisture discharge. It is now advantageously possible to change the time constants that influence the process behavior, for example, a web tension or a longitudinal register, and to optimally set the corresponding controllers. It is not necessary to determine the modulus of elasticity consuming, since this or its changes from the associated size can be derived.
  • the assigned variable is taken into account as a control parameter, as an input variable and / or as a precontrol value of the actual and / or setpoint values.
  • a material characteristic of the material of the web is taken into account.
  • a change in the modulus of elasticity or expansion of a material web can be derived from an applied moisture input, for example by means of a printing process, and / or from an acting moisture discharge, for example by means of a drying process.
  • an amount of ink and / or water to be applied generally a quantity of liquid, can be used by a printing unit.
  • the size assigned to the moisture discharge from the material of the material web can be a heating power, radiation power (eg UV dryer) and / or temperature of a drying plant, a drying time, for example in a drying plant or in air, a cooling capacity and / or temperature of a cooling plant, For example, a cooling roll temperature, a cooling time, for example, be used when wrapping a chill roll or in air.
  • the drying or cooling time can be determined in a simple manner from the transport speed and the distance to be traveled. It is thus advantageously not necessary to determine absolute values of the modulus of elasticity.
  • the printing substrate Film usually stronger in its behavior by drying or temperature and less affected by moisture than paper.
  • At least one precontrol value is ascertained on the basis of a measuring run, in particular by means of control engineering consideration of the web tension and / or of the register.
  • at least one precontrol value in particular constantly, is adapted to the process.
  • the processing machine has at least one dampening unit and / or drying plant, wherein the adaptation is carried out on the basis of set and / or actual sizes of the at least one dampening unit and / or drying plant.
  • nominal and / or actual quantities are in particular liquid amount (amount of ink, amount of water, etc.), dry power, dry setpoint temperature and / or dry-actual temperature, cooling unit power, cooling roller target temperature and / or cooling roller actual temperature suitable , It makes sense to additionally calculate a model of the physical conditions of the material parameters as a function of the adaptation variables.
  • the processing machine is designed as a printing machine and at least one pre-control value and / or at least one initialization value for the adaptation are obtained from data of the prepress.
  • both moisture input in the dampening unit and moisture discharge are controlled by means of a dryer temperature / performance by the machine control.
  • the control variables such as desired dryer temperature, Actual temperature of the dryer, dryer capacity, set temperature of the cooling roller, etc.
  • Pre-control values can be determined.
  • the expected drying or moistening can be obtained from pre-press data. It is possible to obtain from this at least one initialization value for the dynamic adaptation and / or at least one static adaptive value that is not subject to adaptation.
  • the control may include a fuzzy logic based control strategy. This is commonly referred to as fuzzy logic.
  • a processing machine has in particular all means for carrying out a method according to the invention.
  • the invention additionally relates to a computer program with program code means in order to carry out all the control steps of a method according to the invention when the computer program is executed on a computer or a corresponding arithmetic unit, in particular in a processing machine.
  • the inventively provided computer program product with program code means which are stored on a computer-readable data carrier is designed to perform all the control steps of a method when the computer program is executed on a computer or a corresponding computing unit, in particular in a processing machine.
  • Suitable data carriers are, in particular, floppy disks, hard disks, flash memories, EEPROMs, CD-ROMs, DVDs and the like. It is also possible to download a program via computer networks (Internet, intranet, etc.).
  • FIG. 1 a preferred embodiment of a designed as a printing machine processing machine is generally designated 100.
  • a printing material for example paper 101
  • the paper 101 is guided and printed by printing units (dampening units) 111, 112, 113, 114 and is output again by an outfeed 115.
  • the input, extraction and printing units 110 to 115 are positionable, in particular cylinder or angle correctable arranged.
  • the printing units 111 to 114 are located in a web-tension-controlled area between the intake unit 110 and the extension unit 115.
  • the printing units 111 to 114 each have a printing cylinder 111 'to 114', against which a respective impression roller 111 '' to 114 '' is made with strong pressure.
  • the impression cylinders 111 'to 114' are individually and independently drivable.
  • the associated drives 111 '' 'to 114' '' are shown schematically.
  • the impression rollers 111 '' to 114 '' are freely rotatable.
  • the pull-in and pull-out units 110 and 115 each have two counter-rotating cylinders which guide the paper 101. Also, the collection and the extension unit 110 and 115 is individually by a drive 110 '''and115''' driven. The collection and withdrawal plant 110, 115 and the printing units 111 to 114 together with the continuous paper 101 form a frictionally connected unit.
  • a processing unit designed as a drying unit or dryer 121 and a cooling unit or cooling roller 131 is arranged in the section between the first printing unit 111 and the second printing unit 112.
  • a dryer 122 and a cooling roller 132 in the section between the third printing unit 113 and the fourth printing unit 114, a dryer 123 and a cooling roller 133 and in the section between the fourth printing unit 114 and the extraction unit 115, a dryer 124 and a cooling roller 134 are arranged.
  • both the moisture discharge in the driers 121-124 and the chill rollers 131-134 and the moisture input in the printing units 111-114 are determinable and usable as a size affecting the modulus of elasticity of the material for the invention , Furthermore, preferably the moisture discharge from the material of the material web 101 "in air" between the printing units 111-114 and the subsequent driers 121-124 and also between the driers 121-124 and the subsequent cooling rollers 131-134 and between the cooling rollers 131-134. 134 and subsequent works 112-115 are taken into account.
  • a computing unit 200 is provided for controlling the printing machine including the regulation of the web tension and the web register.
  • the introduction of moisture is possible, for example, from the prepress stage by evaluating the printing area of the printed image and / or by determining the printing unit.
  • a color quantity meter can be used or the position of the ink fountain key can be evaluated.
  • the effect of the moisture input and the moisture discharge on the modulus of elasticity can be determined by one or more measuring runs.
  • FIG. 2 a preferred control structure is shown schematically.
  • a controller 10 is provided, which is equipped with an output 11 for outputting the manipulated variable and a plurality of inputs 12 to 16.
  • the controller 10 is supplied via an input 12, a desired value or the reference variable.
  • the controller 10 is supplied via an input 13 of the instantaneous actual value or the controlled variable.
  • the controller 10 via the other inputs 14 to 16 for receiving the moisture input and / or the moisture discharge associated sizes.
  • the controller 10 is supplied via an input 14 a the moisture input into the material of the web associated size. This may in particular be a quantity of ink applied in a printing unit.
  • the controller 10 is further supplied via an input 15 to the moisture discharge from the material of the web associated size.
  • This may in particular be data of the existing dryers, such as e.g. a dryer capacity or dryer temperature.
  • At least one material characteristic value is fed to the controller 10 at an input 16.
  • the regulator 10 is thus advantageously capable of automatically communicating the data obtained with regard to the assigned variables with the material reaction.
  • a control structure would be conceivable in which no input 16 is provided for at least one material characteristic value, but the quantities are standardized with a material characteristic value even before the transfer to the controller.
  • the controller 10 has further inputs (not shown) for receiving further assigned quantities, as far as they are not known within the controller.
  • further inputs for further determination of the moisture discharge, the transport or machine speed, the distances to be covered between the processing devices and / or an outside temperature, etc., can be made available to the controller.
  • the controller 10 is configured to derive the change of the modulus of elasticity based on the obtained data concerning the assigned quantities. For example, it is possible to derive a change in the elongation behavior in the web based on the amount of paint applied. Such a derivation can be made, in particular, on the basis of data that is present in a previous one Test drive were won. It is also possible to derive the change in the expansion behavior of the material of the web during drying from the controller input data relating to the drying at the entrance 15. The derivation can take place, for example, taking into account the data taken during a test drive.
  • the controller 10 which may be formed as web tension and / or register controller, advantageously in a position to take into account the change in the material of the web during the printing, drying and / or cooling process, so that an optimal adjustment of the controller can be achieved.
  • the necessary in the prior art soft parameterization against changes in the web tension behavior can thus be avoided, which waste is advantageously reduced.
  • controller and the inputs and outputs are logical elements whose physical design and number is at the discretion of the expert.
  • a complete software-based version of the controller is advantageous.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung einer Bahnspannung und/oder eines Registers bei einer Bearbeitungsmaschine zur Bearbeitung einer Warenbahn (101), insbesondere wellenlose Druckmaschine (100), wobei die Warenbahn (101) in wenigstens einer Bearbeitungseinrichtung (111-114, 121-124, 131-134) bearbeitet wird, wobei der Elastizitätsmodul des Materials der Warenbahn (101) durch einen Feuchtigkeitseintrag in das Material der Warenbahn und/oder einen Feuchtigkeitsaustrag aus dem Material der Warenbahn (101) verändert wird, wobei eine dem Feuchtigkeitseintrag in.das Material der Warenbahn (101) und/oder dem Feuchtigkeitsaustrag aus dem Material der Warenbahn (101) zugeordnete Größe bei der Regelung berücksichtigt wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung einer Bahnspannung und/oder eines Registers, ein entsprechendes Computerprogramm sowie ein entsprechendes Computerprogrammprodukt.
  • Obwohl nachfolgend hauptsächlich auf Druckmaschinen Bezug genommen wird, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern vielmehr auf alle Arten von Bearbeitungsmaschinen gerichtet, bei denen eine Warenbahn bzw. Materialbahn bearbeitet wird. Die Erfindung ist aber insbesondere bei Druckmaschinen wie z.B. Zeitungsdruckmaschinen, Akzidenzdruckmaschinen, Tiefdruckmaschinen, Verpackungsdruckmaschinen oder Wertpapierdruckmaschinen sowie bei Verarbeitungsmaschinen wie z.B. Beutelmaschinen, Briefumschlagsmaschinen oder Verpackungsmaschinen einsetzbar. Die Warenbahn kann aus Papier, Stoff, Pappe, Kunststoff, Metall, Gummi, in Folienform usw. ausgebildet sein.
    • Stand der Technik
  • Bei Bearbeitungsmaschinen, insbesondere Druckmaschinen, wird eine Warenbahn entlang von angetriebenen Achsen (Bahntransportachsen) wie z.B. Zugwalzen oder Vorschubwalzen und nicht angetriebenen Achsen wie z.B. Umlenk-, Leit-, Trocknungs- oder Kühlwalzen bewegt. Die Warenbahn wird gleichzeitig mittels meist ebenfalls angetriebener Bearbeitungsachsen bearbeitet, bspw. bedruckt, gestanzt, geschnitten, gefalzt usw. Durch die Bearbeitung der Warenbahn kommt es häufig zu einer Veränderung von physikalischen Eigenschaften der Warenbahn, was üblicherweise die Änderung von Zeitkonstanten der Regelung zur Folge hat.
  • Bei als Druckmaschinen ausgebildeten Bearbeitungsmaschinen wird die Warenbahn in Druckwerken bedruckt und in nachfolgenden Trockenwerken getrocknet. Dabei wird der Warenbahn in den Druckwerken mittels der aufzubringenden Farbe üblicherweise auch Wasser bzw. allgemein Flüssigkeit bzw. Feuchtigkeit zugeführt, wodurch eine Änderung des Dehnungsverhaltens der Materialbahn herbeigeführt wird, d.h. das Dehnungsverhalten wird typischerweise "weicher". In den nachfolgenden Trockenwerken wird diese Änderung durch die stattfindende Trocknung ganz oder teilweise rückgängig gemacht, d.h. das Dehnungsverhalten wird typischerweise "härter". Üblicherweise folgen im Anschluss an die Trockenwerke wiederum Kühlwerke, bspw. Kühlwalzen, um die erhitzte Materialbahn abzukühlen. Es kommt somit bei der Bearbeitung zu einer ständigen Änderung von Prozesszeitkonstanten, die vom Dehnungsverhalten bzw. vom Elastizitätsmodul des Materials der Warenbahn abhängig sind. In der Folge sind die entsprechenden Regler fehlparametriert und müssen entsprechend weich bzw. langsam und tolerant gegenüber diesen Veränderungen eingestellt werden.
  • Es stellt sich somit die Aufgabe, ein verbessertes Verfahren zur Regelung einer Bahnspannung und/oder oder eines Registers anzugeben, bei dem die soeben angegebenen Nachteile möglichst überwunden werden.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Regelung einer Bahnspannung und/oder eines Registers bei einer Bearbeitungsmaschine, ein Computerprogramm sowie ein Computerprogrammprodukt mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Bahnspannung und/oder ein Register einer Bearbeitungsmaschine zur Bearbeitung einer Warenbahn geregelt. Die Warenbahn wird in wenigstens einer Bearbeitungseinrichtung bearbeitet. Der Elastizitätsmodul des Materials der Warenbahn wird durch einen Feuchtigkeitseintrag in das Material der Warenbahn und/oder einen Feuchtigkeitsaustrag aus dem Material der Warenbahn, insbesondere in der wenigstens einen Bearbeitungseinrichtung, verändert. Erfindungsgemäß wird eine dem Feuchtigkeitseintrag in das Material der Warenbahn und/oder dem Feuchtigkeitsaustrag aus dem Material der Warenbahn zugeordnete Größe bei der Regelung berücksichtigt.
  • Die Erfindung ist insbesondere für eine wellenlose Druckmaschine geeignet. Als Register-Regelgröße eignet sich bspw. ein Farbregister oder Längsregister. Die zugeordnete Größe kann insbesondere bestimmt werden oder beispielsweise aus Maschinendaten vorbekannt sein. Es kann sich dabei insbesondere um eine Heizleistung oder Temperatur eines Trockenwerks, eine Kühlleistung oder Temperatur eines Kühlwerks, eine Trocknungszeit bzw. Durchlaufzeit der Warenbahn durch das Trocken- bzw. Kühlwerk oder allgemein durch Bereiche der Bearbeitungsmaschine handeln. Insbesondere sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass eine Trocknung bzw. Abkühlung der Warenbahn auch außerhalb von Trocken- bzw. Kühlwerken stattfindet und vorzugsweise auch dieser Feuchtigkeitsaustrag berücksichtigt wird.
    • Vorteile der Erfindung
  • Durch die erfindungsgemäße Lösung werden die Nachteile des Standes der Technik überwunden. Insbesondere können die Reglerstruktur, die Reglereinstellungen und Vorsteuerwerte an die Einflussgrößen Feuchtigkeitseintrag und Feuchtigkeitsaustrag angepasst bzw. adaptiert werden. Es besteht nun vorteilhaft die Möglichkeit, Zeitkonstanten, die das Prozessverhalten bspw. einer Bahnspannung oder eines Längsregisters beeinflussen, zu verändern und die entsprechenden Regler optimal einzustellen. Es ist nicht nötig, den Elastizitätsmodul aufwendig zu bestimmen, da dieser bzw. dessen Veränderungen aus der zugeordneten Größe ableitbar sind.
  • Vorteilhafterweise wird die zugeordnete Größe als Regelparameter, als Eingangsgröße und/oder als Vorsteuerwert der Ist- und/oder Sollwerte berücksichtigt. Ebenso vorteilhaft wird ein Materialkennwert des Materials der Warenbahn berücksichtigt.
  • Ist die Bearbeitungsmaschine als Druckmaschine ausgestaltet, kann beispielsweise eine Veränderung des Elastizitätsmoduls bzw. des Dehnungsverhaltens einer Materialbahn aus einem einwirkenden Feuchtigkeitseintrag, bspw. mittels eines Bedruckvorgangs, und/oder aus einem einwirkenden Feuchtigkeitsaustrag, bspw. mittels eines Trocknungsvorgangs, abgeleitet werden. Als die dem Feuchtigkeitseintrag in das Material der Warenbahn zugeordnete Größe kann eine aufzubringende Farb- und/oder Wassermenge, allgemein Flüssigkeitsmenge, durch ein Druckwerk verwendet werden. Als die dem Feuchtigkeitsaustrag aus dem Material der Warenbahn zugeordnete Größe kann eine Heizleistung, Strahlungsleistung (bpw. UV-Trockner) und/oder Temperatur eines Trockenwerks, eine Trocknungszeit, beispielsweise in einem Trockenwerk oder an Luft, eine Kühlleistung und/oder Temperatur eines Kühlwerks, bspw. eine Kühlwalzentemperatur, eine Kühlzeit, beispielsweise bei der Umschlingung einer Kühlwalze oder an Luft verwendet werden. Die Trocknungs- bzw. Kühlzeit ist auf einfache Weise aus der Transportgeschwindigkeit und der zu durchlaufenden Wegstrecke bestimmbar. Es ist somit vorteilhafterweise nicht notwendig, absolute Werte des Elastizitätsmoduls zu ermitteln.
  • Zusätzlich bietet es sich an, die Werte für den Feuchtigkeitseintrag und/oder den Feuchtigkeitsaustrag durch entsprechende Materialkennwerte zu normieren oder alternativ den Materialkennwert als zusätzliche Eingangsgröße für die Regelung zur Verfügung zu stellen, da sich Feuchtigkeitsänderungen üblicherweise unterschiedlich auf verschiedene Materialien auswirken. Beispielsweise wird der Bedruckstoff Folie üblicherweise in seinem Verhalten durch Trocknung bzw. Temperatur stärker und durch Feuchtigkeitseintrag schwächer beeinflusst als Papier.
  • Es ist von Vorteil, wenn wenigstens ein Vorsteuerwert anhand einer Messfahrt, insbesondere durch regelungstechnische Betrachtung der Bahnspannung und/oder des Registers ermittelt wird. Ebenso vorteilhaft wird wenigstens ein Vorsteuerwert, insbesondere ständig, am Prozess adaptiert. Zweckmäßigerweise weist die Bearbeitungsmaschine wenigstens ein Feuchtwerk und/oder Trockenwerk auf, wobei die Adaption anhand von Soll- und/oder Ist-Größen des wenigstens einen Feuchtwerks und/oder Trockenwerks vorgenommen wird. Als Soll- und/oder Ist-Größen sind insbesondere Flüssigkeitsmenge (Farbmenge, Wassermenge usw.), Trockenwerkleistung, Trockenwerk-Soll-Temperatur und/oder Trockenwerk-Ist-Temperatur, Kühlwerkleistung, Kühlwalzen-Solltemperatur und/oder Kühlwalzen-Ist-Temperatur geeignet. Es bietet sich an, zusätzlich ein Modell der physikalischen Gegebenheiten der Materialkenngrößen in Abhängigkeit von den Adaptionsgrößen zu berechnen.
  • Zweckmäßigerweise ist die Bearbeitungsmaschine als Druckmaschine ausgestaltet und wenigstens ein Vorsteuerwert und/oder wenigstens ein Initialisierungswert für die Adaption werden aus Daten der Druckvorstufe gewonnen.
  • Üblicherweise werden bei einer Bearbeitungsmaschine sowohl Feuchtigkeitseintrag im Feuchtwerk als auch Feuchtigkeitsaustrag bspw. mittels einer Trocknertemperatur/leistung durch die Maschinensteuerung gesteuert. Somit können auf einfache Weise anhand der Steuergrößen wie z.B. Trockner-Soll-Temperatur, Trockner-Ist-Temperatur, Trocknerleistung, Kühlwalzen-Solltemperatur usw. Vorsteuerwerte ermittelt werden. Alternativ können die zu erwartende Trocknung oder Befeuchtung aus Daten der Druckvorstufe gewonnen werden. Es ist möglich, hieraus wenigstens einen Initialisierungswert für die dynamische Adaption und/oder wenigstens einen statischen, keiner Adaption unterliegenden adaptierenden Wert zu erhalten. Optional ist es möglich, das Systemverhalten, insbesondere die meist relativ großen Zeitkonstanten, der Strecke Trockenwerk - Materialbahn bzw. Feuchtwerk - Materialbahn zu berücksichtigen.
  • Die Regelung kann eine auf unscharfer Logik basierende Regelstrategie aufweisen. Dies wird üblicherweise als Fuzzy-Logik bezeichnet.
  • Es bietet sich ebenso an, eine selbständige Reglereinstellung anhand des beobachteten Gesamt-Systemverhaltens, d.h. des Verhaltens mit Vorsteuerung, bereitzustellen. Dies wird oftmals als Autotuning bezeichnet.
  • Eine erfindungsgemäße Bearbeitungsmaschine weist insbesondere alle Mittel zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens auf.
  • Die Erfindung betrifft zudem ein Computerprogramm mit Programmcodemitteln, um alle Regelungsschritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit, insbesondere in einer Bearbeitungsmaschine, ausgeführt wird.
  • Das erfindungsgemäß vorgesehene Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, ist zum Durchführen aller Regelungsschritte eines Verfahrens ausgebildet, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit, insbesondere in einer Bearbeitungsmaschine, ausgeführt wird. Geeignete Datenträger sind insbesondere Disketten, Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, CD-ROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.
  • Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
    • Figurenbeschreibung
    • Figur 1
    zeigt eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer als Druckmaschine ausgebildeten Bearbeitungsmaschine; und
    Figur 2
    zeigt eine schematische Darstellung einer Regelstruktur gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung.
  • In Figur 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform einer als Druckmaschine ausgestalteten Bearbeitungsmaschine insgesamt mit 100 bezeichnet. Ein Bedruckmaterial, beispielsweise Papier 101, wird der Maschine über ein Einzugswerk (Infeed) 110 zugeführt. Das Papier 101 wird durch als Druckwerke (Feuchtwerke) 111, 112, 113, 114 ausgebildete Bearbeitungseinrichtung geführt und bedruckt und durch ein Auszugswerk (Outfeed) 115 wieder ausgegeben. Die Ein-, Auszugs- und Druckwerke 110 bis 115 sind positionierbar, insbesondere zylinder- bzw. winkelkorrigierbar, angeordnet. Die Druckwerke 111 bis 114 liegen in einem bahnspannungsgeregelten Bereich zwischen dem Einzugswerk 110 und dem Auszugswerk 115.
  • Die Druckwerke 111 bis 114 weisen jeweils einen Druckzylinder 111' bis 114' auf, gegen den jeweils ein Presseur 111'' bis 114'' mit starkem Druck angestellt ist. Die Druckzylinder 111' bis 114' sind einzeln und unabhängig antreibbar. Die zugehörigen Antriebe 111''' bis 114''' sind schematisch dargestellt. Die Presseure 111'' bis 114'' sind frei drehbar ausgebildet.
  • Das Einzugs- und Auszugswerk 110 bzw. 115 weist jeweils zwei gegenläufige Zylinder auf, die das Papier 101 führen. Auch das Einzugs- und das Auszugswerk 110 bzw. 115 ist einzeln durch einen Antrieb 110''' bzw. 115''' antreibbar. Das Einzugs- und Auszugswerk 110, 115 und die Druckwerke 111 bis 114 bilden jeweils zusammen mit dem durchlaufenden Papier 101 eine reibschlüssig verbundene Einheit.
  • Während der Bearbeitung wird das Papier 101 nach jedem Bedruckvorgang getrocknet und gekühlt. Dazu sind im Abschnitt zwischen dem ersten Druckwerk 111 und dem zweiten Druckwerk 112 eine als Trockenwerk bzw. Trockner 121 und eine als Kühlwerk bzw. Kühlwalze 131 ausgebildete Bearbeitungseinrichtung angeordnet. Ebenso sind im Abschnitt zwischen dem zweiten Druckwerk 112 und dem dritten Druckwerk 113 ein Trockner 122 und eine Kühlwalze 132, im Abschnitt zwischen dem dritten Druckwerk 113 und dem vierten Druckwerk 114 ein Trockner 123 und eine Kühlwalze 133 und im Abschnitt zwischen dem vierten Druckwerk 114 und dem Auszugswerk 115 ein Trockner 124 und eine Kühlwalze 134 angeordnet.
  • Gemäß der dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist sowohl der Feuchtigkeitsaustrag in den Trocknern 121-124 und in den Kühlwalzen 131-134 als auch der Feuchtigkeitseintrag in den Druckwerken 111-114 bestimmbar bzw. bekannt und als eine den Elastizitätsmodul des Materials beeinflussende Größe für die Erfindung verwendbar. Weiterhin kann vorzugsweise auch der Feuchtigkeitsaustrag aus dem Material der Warenbahn 101 "an Luft" zwischen den Druckwerken 111-114 und den nachfolgenden Trocknern 121-124 und auch zwischen den Trocknern 121-124 und den nachfolgenden Kühlwalzen 131-134 und zwischen den Kühlwalzen 131-134 und den nachfolgenden Werken 112-115 berücksichtigt werden. Zur Steuerung der Druckmaschine einschließlich der Regelung der Bahnspannung und des Bahnregisters ist eine Recheneinheit 200 vorgesehen.
  • Der Feuchtigkeitseintrag ist bspw. aus der Druckvorstufe durch Auswertung des Druckbereichs des Druckbilds und/oder durch Bestimmung am Druckwerk möglich. Dazu kann bspw. ein Farbmengenmessgerät eingesetzt werden oder die Stellung der Farbzonenschrauben ausgewertet werden. Schließlich ist die Auswirkung des Feuchtigkeitseintrags und des Feuchtigkeitsaustrags auf den Elastizitätsmoduls durch eine oder mehrere Messfahrten ermittelbar.
  • Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Figur 2 beschrieben, wie bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform der Druckmaschine die Bahnspannungsregelung und/oder die Registerregelung unter Berücksichtigung der Veränderung des Dehnungsverhaltens der Materialbahn erfolgen kann.
  • In Figur 2 ist eine bevorzugte Regelstruktur schematisch dargestellt. Dazu ist ein Regler 10 vorgesehen, der mit einem Ausgang 11 zur Ausgabe der Stellgröße und mehreren Eingängen 12 bis 16 ausgestattet ist. Dem Regler 10 wird über einen Eingang 12 ein Sollwert bzw. die Führungsgröße zugeführt. Weiterhin wird dem Regler 10 über einen Eingang 13 der momentane Istwert bzw. die Regelgröße zugeführt. Gemäß der dargestellten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verfügt der Regler 10 über die weiteren Eingänge 14 bis 16 zur Aufnahme von dem Feuchtigkeitseintrag und/oder dem Feuchtigkeitsaustrag zugeordneten Größen.
  • Dem Regler 10 wird über einen Eingang 14 eine dem Feuchtigkeitseintrag in das Material der Warenbahn zugeordnete Größe zugeführt. Dabei kann es sich insbesondere um eine in einem Druckwerk aufgebrachte Farbmenge handeln.
  • Dem Regler 10 wird weiterhin über einen Eingang 15 eine dem Feuchtigkeitsaustrag aus dem Material der Warenbahn zugeordnete Größe zugeführt. Dabei kann es sich insbesondere um Daten der vorhandenen Trockner handeln, wie z.B. eine Trocknerleistung oder Trocknertemperatur.
  • Schließlich wird dem Regler 10 an einem Eingang 16 wenigstens ein Materialkennwert zugeführt. Der Regler 10 ist somit vorteilhaft in der Lage, die erhaltenen Daten betreffend die zugeordneten Größen automatisch mit der Materialreaktion in Verbindung zu setzen. Ebenso wäre allerdings eine Regelstruktur denkbar, bei der kein Eingang 16 für wenigstens einen Materialkennwert vorgesehen ist, sondern die Größen bereits vor der Übergabe an den Regler mit einem Materialkennwert normiert werden.
  • Vorzugsweise verfügt der Regler 10 über weitere (nicht gezeigte) Eingänge zum Empfangen weiterer zugeordneter Größen, soweit diese nicht innerhalb des Reglers bekannt sind. Insbesondere können zur weiteren Bestimmung des Feuchtigkeitsaustrags die Transport- bzw. Maschinengeschwindigkeit, die zurückzulegenden Wegstrecken zwischen den Bearbeitungseinrichtungen und/oder eine Außentemperatur usw. dem Regler bereitgestellt werden.
  • Der Regler 10 ist dazu eingerichtet, die.Veränderung des Elastizitätsmoduls basierend auf den erhaltenen Daten betreffend die zugeordneten Größen abzuleiten. Beispielsweise ist es möglich, eine Änderung des Dehnungsverhaltens in der Materialbahn basierend auf der Menge der aufgebrachten Farbe abzuleiten. Eine derartige Ableitung kann insbesondere aufgrund von Daten erfolgen, die bei einer vorhergehenden Messfahrt gewonnen wurden. Ebenso ist es möglich, die Änderung des Dehnungsverhaltens des Materials der Warenbahn während der Trocknung aus dem Reglereingangsdaten betreffend die Trocknung am Eingang 15 abzuleiten. Die Ableitung kann beispielsweise unter Berücksichtigung der bei einer Messfahrt genommenen Daten erfolgen.
  • Gemäß der beschriebenen Ausführungsform der Erfindung ist der Regler 10, der als Bahnspannungs- und/oder Registerregler ausgebildet sein kann, vorteilhaft in der Lage, die Veränderung des Materials der Warenbahn während des Bedruck-, Trocknungs- und/oder Kühlvorgangs zu berücksichtigen, so dass eine optimale Einstellung des Reglers erreicht werden kann. Die im Stand der Technik notwendige weiche Parametrierung gegenüber Veränderungen des Bahnspannungsverhaltens kann somit vermieden werden, wodurch Makulatur vorteilhafter Weise vermindert wird.
  • Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass es sich bei dem dargestellten Regler sowie den genannten Ein- und Ausgängen um logische Elemente handelt, deren physikalische Ausführung und Anzahl im Belieben des Fachmanns liegt. Insbesondere ist eine komplette softwarebasierte Ausführung der Regler vorteilhaft.
  • Es versteht sich, dass in den dargestellten Figuren nur besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dargestellt sind. Daneben ist jede andere Ausführungsform denkbar, ohne den Rahmen dieser Erfindung zu verlassen.
    • Bezugszeichenliste
  • 100 Druckmaschine
    101 Papier
    110 Einzugswerk
    110''' Antrieb
    111, 112, 113, 114 Druckwerk
    111', 112', 113', 114' Druckzylinder
    111'', 112'', 113'', 114'' Presseur
    111''', 112''', 113''', 114''' Antrieb
    115 Auszugswerk
    115''' Antrieb
    121, 122, 123, 124 Trockner
    131, 132, 133, 134 Kühlwalze
    10 Regler
    11 Stellgröße
    12 Regelgröße
    13 Führungsgröße
    14 Trocknergröße
    15 Druckwerkgröße
    16 Materialkenngröße

Claims (13)

  1. Verfahren zur Regelung einer Bahnspannung und/oder eines Registers bei einer Bearbeitungsmaschine zur Bearbeitung einer Warenbahn (101), insbesondere wellenlose Druckmaschine (100),
    wobei die Warenbahn (101) in wenigstens einer Bearbeitungseinrichtung (111-114, 121-124, 131-134) bearbeitet wird,
    wobei der Elastizitätsmodul des Materials der Warenbahn (101) durch einen Feuchtigkeitseintrag in das Material der Warenbahn und/oder einen Feuchtigkeitsaustrag aus dem Material der Warenbahn (101) verändert wird,
    wobei eine dem Feuchtigkeitseintrag in das Material der Warenbahn (101) und/oder dem Feuchtigkeitsaustrag aus dem Material der Warenbahn (101) zugeordnete Größe bei der Regelung berücksichtigt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die dem Feuchtigkeitseintrag in das Material der Warenbahn (101) und/oder dem Feuchtigkeitsaustrag aus dem Material der Warenbahn (101) zugeordnete Größe als Regelparameter, als Eingangsgröße und/oder als Vorsteuerwert der Ist- und/oder Sollwerte berücksichtigt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Bearbeitungsmaschine als Druckmaschine (100) ausgestaltet ist und als die dem Feuchtigkeitseintrag in das Material der Warenbahn (101) zugeordnete Größe eine aufzubringende Flüssigkeitsmenge durch ein Druckwerk (111-114) verwendet wird.
  4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Bearbeitungsmaschine als Druckmaschine (100) ausgestaltet ist und als die dem Feuchtigkeitsaustrag aus dem Material der Warenbahn (101) zugeordnete Größe eine Temperatur, Heizleistung und/oder Strahlungsleistung eines Trockenwerks (121-124), eine Trocknungszeit, eine Temperatur und/oder Kühlleistung eines Kühlwerks (131-134) und/oder eine Kühlzeit verwendet wird.
  5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei wenigstens ein Vorsteuerwert anhand einer Messfahrt, insbesondere durch regeltechnische Betrachtung der Bahnspannung und/oder des Registers ermittelt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei wenigstens ein Vorsteuerwert am Prozess adaptiert wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Bearbeitungsmaschine (100) wenigstens ein Feuchtwerk (111-114), ein Trockenwerk (121-124) und/oder ein Kühlwerk (131-134) aufweist, wobei die Adaption anhand von Soll- und/oder Ist-Größen des wenigstens einen Feuchtwerks (111-114), Trockenwerks (121-124) und/oder Kühlwerks (131-134) vorgenommen wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei zusätzlich ein Modell der physikalischen Gegebenheiten der Materialkenngrößen in Abhängigkeit von den Adaptionsgrößen berechnet wird.
  9. Verfahren nach Anspruch einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Bearbeitungsmaschine als Druckmaschine (100) ausgestaltet ist und wenigstens ein Vorsteuerwert und/oder wenigstens ein Initialisierungswert für die Adaption aus Daten der Druckvorstufe gewonnen werden.
  10. Verfahren nach Anspruch einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Regelung eine auf unscharfer Logik basierende Regelstrategie aufweist.
  11. Verfahren nach Anspruch einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine selbständige Reglereinstellung anhand des beobachteten Gesamt-Systemverhaltens bereitgestellt wird.
  12. Computerprogramm mit Programmcodemitteln, um alle Regelungsschritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11 durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit (200), insbesondere in einer Bearbeitungsmaschine (100), ausgeführt wird.
  13. Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um alle Regelungsschritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11 durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit (200), insbesondere in einer Bearbeitungsmaschine (100), ausgeführt wird.
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